图1示出了经真空中不同温度下热处理的无Ti底层的DLC薄膜形貌的AFM像(玻璃陶瓷基体,簿膜厚度0 24 pm).可以看出，无Ti底层的DLC 薄膜表面存在尺寸300- 800 m之间﹑高度小于100 nm的品粒凸起，同时还存在着一些细小分散相 这同文献报道的结果一致换言之,所制备的DLC薄膜由石墨碎片﹑布基葱和金刚石晶粒组成,各组分以新型共价键组成网架结构,从而使得DLC薄膜具有良好的力学性能凸起的晶粒相含有大量sp3杂化的碳原子,故其硬度比细小分散相的大,而石墨碎片分散相主要由sp’杂化的碳原子所构成当真空热处理的温度低于500℃时，凸起晶粒的尺寸几乎保持不变;随着温度继续升高,DLC薄膜发生石墨化,表面层碳的氧化加剧,薄膜致密性降低,故硬度和弹性模量降低;但当退火温度达到9o0 ℃时,薄膜中形成大量碳化钛硬化相,故硬度和弹性模量反而有所增大。

                                                                         图1

a经真空500 ℃退火处理后无Ti底层的DLc簿膜的硬度﹑弹性模量和表面形貌几乎保持不变;经700 ℃退火处理后硬度和弹性模量有所降低;对于含Ti底层DLC,而经900℃退火处理后簿膜的硬度和弹性模量反而有所增大,这是由于高温退火导致形成大量碳化钛硬化相所致

b含Ti底层的DLC海膜的硬度和弹性模量比无Ti底层的DLC薄膜的低,热处理对弹性模量的影响不大;含Ti底层的DLC薄膜经真空400 ℃退火处理后,Ti易同氧结合形成TD:,从而同Ti的碳化过程形成竞争反应,因此薄膜内部同时含有To:和Tc

c无Ti底层的DLC薄膜经真空700 ℃热处理后摩擦系数保持不变;而经空气中500℃热处理后簿膜的摩擦系数明显降低,这是由于DLC簿膜在空气中热处理时更易发生石墨化所致

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yyp2021.3.23